LeetCode 热题 100（九）：回溯复习。77. 组合、17. 电话号码的字母组合、39. 组合总和

题目一：

77. 组合

思路：

思路：回溯算法。使用回溯三部曲进行解题：

1.递归函数的返回值以及参数：n，k，startIndex(记录每次循环集合从哪里开始遍历的位置)，其中startIndex 就是防止出现重复的组合。比如从1开始了循环，则使用startindex=2，让startindex作为下次循环的开始。

还有全局变量：一个是用来存放一个符合条件的结果path，一个用来存放所有符合条件的结果集合result。

2.回溯函数终止条件：path这个数组的大小如果达到k，说明我们找到了一个子集大小为k的组合，在图中path存的就是根节点到叶子节点的路径

3.单层搜索的过程：for循环用来横向遍历，递归的过程是纵向遍历。
代码：

class Solution {
    // 存放单个结果path， 存放所有结果res
    List> res = new ArrayList<>();
    LinkedList path = new LinkedList<>();
    public List> combine(int n, int k) {
        combineHelper(n, k, 1);
        return res;
    }
    
    // startindex就是循环开始位置
    private void combineHelper(int n, int k, int startindex) {
        // 终止条件 
        if (path.size() == k){
            res.add(new ArrayList<>(path));
            return;
        }
        // 单层逻辑
        for (int i = startindex; i <= n ; i++ ){
            path.add(i);
            combineHelper(n, k, i + 1);
            path.removeLast();
        }
    }
}

题目二：

17. 电话号码的字母组合

思路：同组合。不过换成了对字符串的使用，细节见代码。

代码：

class Solution {
    // 存储结果的集合
    List res = new ArrayList<>();
    // 存储结果，类似组合问题中的path
    StringBuilder temp = new StringBuilder();
    public List letterCombinations(String digits){
        // 初始判断
        if (digits.length() == 0 || digits == null) return res;
        // 先设置好电话号码对应的字母
        String[] numString = {"","","abc", "def", "ghi", "jkl", "mno", "pqrs", "tuv", "wxyz"};
        zimuzuhe(digits, numString, 0);
        return res;
    }
    // s代表输入的数字，
    private void zimuzuhe(String s, String[] numString, int num) {
        // temp.length 也可以换成 num，我习惯比较path.size与k的使用， temp.length等同于path.size，k等同于s.length
        if (temp.length() == s.length()){
            res.add(temp.toString());
            return;
        }
        // num指代的是字符串中数字的位置索引，比如“23”，num会分别等于0,1。因为是使用charAt去获取的str
        String str = numString[s.charAt(num) - '0'];
        for (int i = 0; i < str.length(); i++){
            temp.append(str.charAt(i));
            zimuzuhe(s, numString, num + 1);
            temp.deleteCharAt(temp.length() - 1);

        }
    }
}

题目三；

39. 组合总和

思路：回溯。但因为本题区别普通组合问题可以重复使用数字，需要对startIndex进行调整

代码：

class Solution {
    List> res = new ArrayList<>();
    LinkedList path = new LinkedList<>();
    public List> combinationSum(int[] candidates, int target){
        if (candidates.length == 0) return res;
        // 排序，以防重复，因为每个数字可以多次取
        Arrays.sort(candidates);
        // 用于判断总和
        int sum = 0;
        // 每次循环的起始位置
        int startIndex = 0;
        sum_zuhe(candidates, target, sum, startIndex);
        return res;
    }

    private void sum_zuhe(int[] candidates, int target, int sum, int startIndex) {
        // 总和判断
        if (sum == target){
            res.add(new ArrayList<>(path));
            return;
        }
        // 虽然可以重复使用数字，但仍然是组合问题，只是每次的起始点不再+1
        for (int i = startIndex; i < candidates.length; i++){
            if (sum + candidates[i] > target) break;
            
            path.add(candidates[i]);
            sum += candidates[i];
            // 使用i为起始点，不再i+1，因为可重复使用
            sum_zuhe(candidates, target, sum, i);
            sum -= candidates[i];
            path.removeLast();
        }
    }
}